高強混凝土強度檢測技術(shù)試驗分析

張雅倩

中鐵七局集團鄭州工程有限公司

高強混凝土強度檢測技術(shù)試驗分析

張雅倩

中鐵七局集團鄭州工程有限公司

高強混凝土是應(yīng)用最為廣泛的一種建筑材料，其強度性能直接影響到工程建設(shè)的整體質(zhì)量。超聲回彈綜合法作為混凝土強度無損檢測的主要方式，其選取兩種非破損檢測方法，很大程度上可對單一檢測方法存在的不足進行相互補充，能夠降低檢測誤差，提高檢測精確度。為此，本文主要對高強混凝土強度檢測相關(guān)內(nèi)容進行了分析與探究。

高強混凝土；強度檢測；試驗分析

一、超聲回彈綜合法測強的基本原理

超聲回彈綜合法的基礎(chǔ)為混凝土抗壓強度和表面回彈值、超聲聲速值相關(guān)關(guān)系，通過混凝土試塊抗壓強度和非損壞檢測參數(shù)共同建立的相關(guān)關(guān)系曲線，也就是我們所說的測強曲線。隨后按照回彈值、聲速值等條件，將混凝土強度推算出來。工程實踐中，可在結(jié)構(gòu)混凝土內(nèi)相同測區(qū)內(nèi)對聲時值、回彈值進行測量，并通過建立的關(guān)系時，對此測區(qū)混凝土強度進行計算。

材料應(yīng)力、應(yīng)變行為及強度關(guān)系為超聲法、回彈法實施的主要依據(jù)。但超聲速度能夠?qū)⒉牧蠌椥孕再|(zhì)充分反映出來。且其能從材料穿過，以此將材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的相應(yīng)信息傳遞出來。因此，有機結(jié)合超聲法和回彈法，不僅能夠?qū)⒒炷翉椥浴⑺苄孕阅芊从吵鰜?，還能將混凝土表層、內(nèi)部結(jié)構(gòu)狀態(tài)展現(xiàn)出來，通過這種方式才能更準(zhǔn)確、更全面地反映出混凝土的強度，才能確保強度值的精確性。

二、試驗分析

1、試塊制作

一般選取泵送混凝土的方式進行高強混凝土施工，根據(jù)試驗要求，應(yīng)選取泵送與非泵送兩種方式進行混凝土試塊試驗。其中可在試驗室內(nèi)制作非泵送混凝土，根據(jù)最佳配合比進行不同強度等級的混凝土試塊，分別為C50C60C70C80，各個等級需進行立方體試塊的制作，其長度為150mm，每個等級為12組，共需48組。同時，選取多家商品混凝土攪拌站進行泵送混凝土制作，選取和非泵送混凝土強度等級、試塊數(shù)量相同的試塊，完成試塊制作后，按照相同標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一養(yǎng)護，測試齡期也需劃分為四個階段，即：14d28d60d90d。選取普通硅酸鹽水泥作為水泥材料，強度等級分別為32.542.5，選取當(dāng)?shù)睾由白鳛榧?xì)骨料，主要為中砂。選取碎石作為粗骨料，其粒徑可控制在5到20mm，水選取一般自來水即可。

2、試驗儀器

混凝土中型回彈儀、高強回彈儀為試驗所需回彈儀；NYL-2000D型為混凝土壓力試驗機型號。ZBL-U150A非金屬超聲檢測儀為試驗超聲儀。要求定期對以上儀器進行計量鑒定，設(shè)備性能應(yīng)與施工規(guī)范規(guī)定相符。

3、試驗方法

試塊養(yǎng)護至齡期之后，可通過試塊光滑側(cè)面對回彈值進行分別測量。試驗機受壓承壓面以試塊澆筑方向兩個相對面為主，按照試塊強度進行30到80KN預(yù)壓。完成測試回彈值工作后，應(yīng)先將荷載卸除，隨后采用一對光滑相對側(cè)面對試塊三個聲速值進行測量，試塊聲速測試值以聲速平均值為準(zhǔn)。

三、綜合測強曲線的建立及誤差分析

1、建立綜合測強曲線

在取得的試驗數(shù)據(jù)和計算分析軟件的基礎(chǔ)上，通過多種回歸模型分析兩批試驗數(shù)據(jù)，利用對比分析法，最后高強混凝土強度測試選取較高相關(guān)系數(shù)的幕函數(shù)回歸模型。選取普通回彈儀綜合測強曲線的模型公式如下，0.76為其相關(guān)系數(shù)。

其中，第i個測區(qū)混凝土抗壓強度換算值可由fcCN，i表示；

第i個測區(qū)混凝土聲速平均值可由Vi表示；

第i個測區(qū)平均回彈值可由Rm，i表示。

選取高強回彈儀綜合測強曲線的模型公式如下，0.85為其相關(guān)系數(shù)。

2、兩種測強曲線的計算誤差分析

為驗證測強曲線的精確度，可通過對比分析，對平均相對誤差、平均相對標(biāo)準(zhǔn)差進行探討。誤差如表1所示。

表1 普通回彈儀和高強回彈儀測強曲線的計算誤差(%)

通過試驗分析得出，與實測強度誤差百分比相比，普通回彈儀測強曲線計算強度集中于-20%到+20%之間。在不斷提升實測強度的同時，誤差將逐步從+誤差轉(zhuǎn)變?yōu)?誤差，且屬于分散式誤差分布。高強回彈儀測強曲線實測強度誤差集中區(qū)間為-15%到+15%之間。由此可見，檢測精度方面高強回彈儀效率更好。

3、檢測驗證

在實驗室、商品混凝土攪拌站進行不同強度等級高強混凝土構(gòu)件的制作，共24個，構(gòu)件尺寸為1200mmX600mmX300mm，完成制作構(gòu)件工作后，可統(tǒng)一在試驗室進行養(yǎng)護，滿足預(yù)定實測齡期后進行測試。要求選取構(gòu)件2個側(cè)面，分別選取普通與高強回彈儀進行測試，測試內(nèi)容包含回彈測試、超聲聲速測試。構(gòu)件相應(yīng)無損檢測部位的實測強度可通過測試芯塊抗壓強度獲取，一般檢測位置以各個構(gòu)件上中下3處為主。最后通過檢測數(shù)據(jù)驗證兩種回彈儀測強曲線，結(jié)果為普通回彈儀曲線平均相對誤差范圍為-14.2%～+14.2%，平均相對標(biāo)準(zhǔn)差為16.1%；高強回彈曲線平均相對誤差為-10.3%～+10.3%，平均相對標(biāo)準(zhǔn)差為12.7%。由此可見，檢測誤差較小的儀器為高強回彈儀，在高強混凝土綜合法測強中，高強回彈儀更具優(yōu)勢。

四、結(jié)束語

綜上所述，作為目前工程建設(shè)主要材料，混凝土質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到工程結(jié)構(gòu)的安全性。傳統(tǒng)混凝土質(zhì)量檢驗方式，都以規(guī)定取樣制作的立方體試件作為前提，因施工質(zhì)量監(jiān)管不到位，將加大試件試驗測試性能指標(biāo)和結(jié)構(gòu)物實際混凝土性質(zhì)誤差，進而引發(fā)大量安全事故。為此，必須科學(xué)檢測、控制結(jié)構(gòu)混凝土的施工質(zhì)量，這也是全面提升工程質(zhì)量的主要方式。本文選取超聲回彈綜合法對混凝土強度進行檢測，作為一種混凝土無損檢測方法，其可準(zhǔn)確測試試件回彈值與聲時值，與其他單一的參數(shù)法相比，此方式可有效補償其存在的不足，操作便捷，并具有較高測試精度，目前在混凝土強度檢測試驗中得到了廣泛應(yīng)用及推廣。